Warum impliziert eine Punkttransformation im Konfigurationsraum, dass P=∂q∂QpP=∂q∂QpP = \frac{\partial q}{\partial Q} p im Phasenraum?

Was das Buch zeigt

In No-Nonsense Classical Mechanics verbringt der Autor einige Zeit damit, zu diskutieren, wie Punkttransformationen im Konfigurationsraum mit kanonischen Transformationen im Phasenraum korrespondieren:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Insbesondere demonstriert der Autor durch diesen Beweis , dass eine Punkttransformation Q Q = Q ( Q ) impliziert, dass P P = Q Q P .

Inwiefern ist dies kein Gegenbeispiel?

Ich bezweifle den Beweis nicht, aber ich habe Schwierigkeiten, dies intuitiv zu verstehen. Nehmen wir zum Beispiel an, wir befinden uns im Kontext eines fallenden Balls, wo wir das über die Lagrange-Funktion demonstrieren können P = M Q ˙ . Es scheint mir, dass wenn Q ˙ Q Q Q ˙ , Dann P = M Q ˙ wird dann zugeordnet

P = M ( Q Q Q ˙ ) = Q Q ( M Q ˙ ) = Q Q P

und natürlich widerspricht dies der Vorstellung, dass P P = Q Q P . Was ist an meiner Überlegung falsch?

Antworten (2)

TL;DR: P = M Q ˙ Und P = M Q ˙ sind typischerweise nicht beide wahr.

Vielleicht ist ein Beispiel angebracht.

  • Beispiel: Betrachten Sie eine Koordinatenskalierung
    Q   =   λ Q ,
    Wo λ R { 0 } ist eine Konstante ungleich Null. Betrachten Sie die Lagrange-Funktion
    L   =   M 2 Q ˙ 2 v ( Q )   =   M 2 λ 2 Q ˙ 2 v ( Q / λ ) .
    Dann
    P   =   L Q ˙   =   M Q ˙ ,

    während
    P   =   L Q ˙   =   M λ 2 Q ˙ ,
    so dass
    P   =   λ 1 P .

Siehe auch zB this & this Related Phys.SE posts.

Wenn Q ˙ = Q Q Q ˙ Dann Q ˙ = Q Q Q ˙ und wenn Sie dies in Ihre Formel eingeben, erhalten Sie das richtige Ergebnis.

Was meinst du? Geben Sie dies in welche Formel ein?
Im P = M Q ˙ , dann erhalten Sie die Transformation P P .
Sie sind von der Annahme ausgegangen P = M Q ˙ , was, wie @Qmechanic bemerkte, nicht unbedingt wahr ist.